高能同步輻射光源成功加速第一束電子束

(資料圖)

國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施高能同步輻射光源(HEPS)直線加速器14日滿能量出束，成功加速第一束電子束。這是HEPS裝置建設(shè)的又一重要里程碑，標(biāo)志著HEPS進(jìn)入科研設(shè)備安裝、調(diào)束并行階段。

HEPS直線加速器。中科院高能所供圖

HEPS被譽(yù)為“超級(jí)顯微鏡”，其加速器由直線加速器、增強(qiáng)器和儲(chǔ)存環(huán)三臺(tái)獨(dú)立的加速器，以及連接彼此間的3條輸運(yùn)線組成。直線加速器是一臺(tái)常溫直線加速器，長(zhǎng)約49米，是電子的源頭和第一級(jí)加速器，用于產(chǎn)生電子，并將電子加速到500兆電子伏(MeV)，由端頭的電子槍、聚束單元、加速結(jié)構(gòu)、微波功率源等設(shè)備構(gòu)成。

“HEPS加速電子的過程分為三級(jí)：首先由源頭的電子槍產(chǎn)生高品質(zhì)的電子束，再由直線加速器將電子加速到500MeV的能量，相當(dāng)于給電子一個(gè)初速度;增強(qiáng)器將500MeV的電子束加速到額定的6吉電子伏(GeV，1GeV=10億電子伏);達(dá)到6GeV的電子束團(tuán)由增強(qiáng)器環(huán)里引出，再注入專門為發(fā)射同步光準(zhǔn)備的儲(chǔ)存環(huán)中。”HEPS工程加速器部副主任李京祎介紹。

“作為HEPS率先進(jìn)入設(shè)備安裝的先行軍，直線加速器建設(shè)團(tuán)隊(duì)提前規(guī)劃，認(rèn)真組織，克服了基建施工、設(shè)備安裝并行作業(yè)等困難?！崩罹┑t說。2022年3月，直線加速器啟動(dòng)隧道設(shè)備安裝開始，歷經(jīng)4個(gè)月完成全部設(shè)備安裝，并于2022年9月完成系統(tǒng)聯(lián)調(diào);經(jīng)過充分磨合和準(zhǔn)備，3月9日啟動(dòng)調(diào)束，實(shí)現(xiàn)束流全線貫通，取得開門紅;3月14日，直線加速器束流能量達(dá)到500MeV、末端電荷量達(dá)到額定2.5納庫以上。

李京祎表示，未來研究團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)優(yōu)化直線加速器的電子束，使得它的性能指標(biāo)達(dá)到更高水平。同時(shí)，他們將調(diào)試增強(qiáng)器設(shè)備。“爭(zhēng)取年底前，增強(qiáng)器能夠輸出滿能量的電子束?！崩罹┑t說。

“直線加速器成功滿能量出束，拉開了HEPS加速器調(diào)束的序幕，調(diào)束團(tuán)隊(duì)將在此基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化和性能提升，以優(yōu)化直線加速器性能指標(biāo)，并為后續(xù)增強(qiáng)器、儲(chǔ)存環(huán)的建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?！盚EPS工程總指揮潘衛(wèi)民說。

據(jù)悉，HEPS由國(guó)家發(fā)展改革委批復(fù)立項(xiàng)，中科院高能所承擔(dān)建設(shè)，2019年6月啟動(dòng)建設(shè)。建成后，HEPS將是世界上亮度最高的第四代同步輻射光源之一，也將是中國(guó)第一臺(tái)高能量同步輻射光源，將和我國(guó)現(xiàn)有的光源形成能區(qū)互補(bǔ)，對(duì)提升我國(guó)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略與前沿基礎(chǔ)科學(xué)和高技術(shù)領(lǐng)域的原始創(chuàng)新能力具有重大意義。

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